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1、牵引变电所电源柜分析学生姓名： 杨 囤 学 号： 0930192 专业班级：供用电技术 392409 班 指导老师： 方 彦 摘 要随着电力行业的发展,供电电源的需求越来越大，尤其是在牵引变电所中电源柜的广泛应用，解决了一些由于某些非正常情况而停电对于个人或集体带来的不便。因此对牵引变电所电源柜进行了全面、准确的分析，这对整个供电网络系统来说有着重要的社会意义和经济意义。本文首先介绍了牵引变电所电源柜（交流、直流）的结构，然后是其分类与工作原理,最后叙述其日常检修与维护。通过叙述交、直流变电柜的工作原理，得知各部分的日常运行维护，通过案例分析揭示了加强交、直流电源系统日常维护的重要性。同时本文
2、重点介绍了直流电源柜的发展及应用，并详细论述了直流电源柜的核心部件蓄电池组的充、放电过程，确保蓄电池随时处于充电状态。由于工业电网的工作频率不稳定，为了能产生稳定的直流输出，设计并制作了适合该系统的新型电源柜。因此在牵引变电所中，为了使直流电源柜达到可无人值守工作，设计了主控制板与微机的通讯电路、通讯协议、保存数据的数据库和直观的界面显示。开发了实用的全自动免维护铅酸蓄电池直流电源成套装置。电力系统中对于电源的要求十分重要，尤其在牵引变所中，对各种整流设备、交直流转换设备的要求尤为严格，因此研究和应用新型的电源柜设备对于整个电力系统以及铁路来说，已经成为一个备受关注的焦点问题。关键词：交直流电
3、源系统；电源柜；蓄电池工作原理；日常检修与维护目 录摘 要I目 录II引 言11 牵引变电所电源柜的分类及其结构21.1 直流自用电系统21.2 交流自用电系统41.2.1交流电源系统41.2.2 逆变电源系统72电源柜的工作原理102.1直流工作原理简介102.2操作112.3 逆变电源的工作原理112.4 蓄电池的充、放电原理122.4.1 放电原理122.4.2 充电原理143 应用范围163.1直流电源的应用范围163.2交流逆变系统的应用范围164 电源柜的安装与运前操作调试184.1 安装前的准备工作184.2 屏柜的安装要求184.3 设备运前操作与调试194.3.1 运前操作1
4、94.3.2 调试195 直流柜的接线与运行215.1 接线215.2 直流柜的运行216 GZS10型电源柜与GZMCW型电源柜226.1 GZMCW电源柜的组成226.2 WJ2000液晶触摸屏直流电源微机监控单元226.2.1 系统组成236.2.2 单元简介236.2.3 GZMCW直流电源柜通讯设定257 设备的检修与维护267.1 蓄电池的维护267.2 直流电源柜常见故障及排除方法27结 论28致 谢29参 考 文 献30引 言电能作为现代社会使用最广泛的能源，其应用程度是衡量一个国家发展水平的重要标志之一。近年来，随着我国电力事业的迅猛发展，电力系统的规模日益扩大，电能紧缺的问
5、题已逐步解决，与此同时铁路干线电气化改造正以前所未有的速度进行，并且大批立志献身于电气化事业的青年不断加入到牵引供电运营管理的队伍中来。由于我国铁路电气化从50年代末即已开始设计、施工，至今已有近30年的历史，牵引变电所的电气设备及控制、信号、保护等装置，有的已经历了几次的更新换代，最终研制出新型的可供牵引变电所所使用的电源柜。在电力系统中，变电所是传递电能及变换电压的场所，也是接受和分配电能的场所，是联系发电厂和铁路用户的一个中间环节。由于铁路企业具有高度集中，各个工作环节紧密联系、协同动作的特点，要求电力供应必须安全、可靠、优质、经济。新型电源柜的开发与应用对传统的变电站来说是一次重大的变
6、革，同时在结合以变电站综合自动化技术，从而大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度自动化的能力，降低了变电站建设的总造价。对整个供配电系统来说，在质与量上同时实现了一次重大的飞跃。针对电力行业的发展情况和要求，牵引变电所电源柜的投入使用，对今后铁路运行的作用举足轻重，同时根据交、直流电源柜的功能特点，具体分析其作用及用途。1 牵引变电所电源柜的分类及其结构牵引变电所自用电源系统设计为交流电源一路来自电力子系统10kV综合贯通线环网柜，一路由所内自用变提供。牵引变电所自用电源系统分为两部分，即直流电源系统和逆变电源系统，下面分别介绍交、直流电源系统。1.1 直流自用电系统牵引变电所
7、的直流自用电系统包括蓄电池组、整流充电装置及直流配电系统等。直流配电系统主要是向断路器的操作、控制、保护及信号回路供电。蓄电池组则能在变电所发生任何故障，甚至交流电压全部消失时，仍能保持对上述负荷及事故照明负荷的供电。所用电为AC220V和DC110V，直流电源设计为2小时备用。 (1)直流电源装置简介以GZS10系列直流电源装置为例，该系列直流电源设备的原理和接线设计合理，配用新型的交流设备和电气元器件，技术先进、性能稳定、操作方便、可靠性高、经济合理、维修方便。该系列直流电源设备适合于中小型发电厂，大中小型变电所作为高压断路器直流电磁操作机构的正常分闸、合闸、信号以及母线等使用的操作电源及
8、事故时分闸、合闸、照明控制用直流电源。 (2)直流电源装置的组成变配电所的直流电源设备包括：所内交流屏、中央信号屏、直流屏和电池屏。而就GZS10系列直流电源装置而言，其组成为：蓄电池组、充电装置和直流负荷，并配有绝缘监察、闪光和电压监视信号系统。(3)主要装置 智能式充电装置的特点是充电装置的静态特性好，控制增益大，精度高，灵敏度高，动态响应好，控制电路的触发精度高（各相脉冲不均匀度0.01），控制滞后时间小于3ms。智能式充电装置的功能是相序自动调整，对电源相序无要求；具有软起动、软停止性能，使充电机起停较平缓，事故失电时，所有运行参数和运行方式自动保存，当电源恢复后立即投入运行，可根据失
9、电期间电池放电深度进行补充电，完成此项工作后，自动转为浮充电；自动稳压，适用于蓄电池组的浮充运行；自动稳流，适用于蓄电池组的初充电和均恒充电；稳压限流，使充电机不至于过负荷运行，避免合闸时充电机产生大电流；稳流限压，限定蓄电池初充末期的电压；均、浮充自动转换，根据电池容量情况自动转换充电机运行方式，以保障蓄电池满容量；保护功能，具有断相、过电压、过电流及纹波保护功能；双重调节功能，可根据需要，既可在板内整定，也可通过屏面旋钮改变有关容量；自动互投功能，两台充电机，当一台故障分闸后，报警并第二台自 动投入，以保证系统正常运行。智能式充电装置的主要技术参数见表1.1.表1.1 智能式充电装置的主要
10、技术参数表额定输入电压380V(三相四线)频率50Hz额定输出电压110V或220V额定输出电流15300A自动稳压范围（40%80%）Ue自动稳流范围（10%100%）Ie稳压精度0.5%稳流精度1%纹波系数1%注1：Ue、Ie为额定输出电压、电流 蓄电池的运行监测装置的功能是监测蓄电池的总电压、单支电压，并能手动、自动巡检；电压过高、过低报警；浮充电流监测，蓄电池容量实现在线监测，并能在发生异常情况时报警。 母线电压自动调整器为了充分利用电池的容量，蓄电池的最低电压选用1.8V（铅酸电池），甚至更低。以220V系统为例，电池只数是108114只，此种情况电池的浮充电压可达260V左右，为保
11、证主控母线电压不高于231V，则需配备母线调压装置，其措施及装置如下：(1) 硅链自动调压装置由于蓄电池输出电压高于控制母线电压，采用硅链，利用其正向压降，在整组硅链上引出抽头，随着蓄电池放电电压下降，采取与中间继电器配合，可实现硅堆自动投切，已达到保证控制母线电压稳定的目的。(2) 无级自动稳压装置该装置采用直流电压变换器，由于该装置的MOSFET管工作于200KHz高频开关状态，因此其功耗极小，稳压效果可达80%90%，稳流精度1%,它克服了硅链降压不是连续变化而是呈步进状，调压精度差的缺点，开关型直流稳压装置的最大特点是当蓄电池的放电电压低于控制母线额定电压时，甚至低到蓄电池放电电压终止
12、时间时，开关型直流稳压装置还能控制母线电压在允许范围内。(3) 应急通道措施为防止稳压装置电路故障，GZS10系列直流电源系统采取防止电路故障自动应急措施，并有调压功能，以保证控制、保护母线连续、可靠供电。 信号保护回路及闪光装置GZS10系列直流屏采用较完善的信号保护回路，设有以下保护和告警监视设施：(1）交流缺相保护；(2）交流失电告警；(3）二路电源互投保护；(4）母线接地告警；(5）控制电压监视；(6）合闸电压监视；(7）电池电压、电流监视；(8）电池放电终止电压保护；(9）馈出线开关脱扣告警；(10）充电、浮充电、故障等信号保护回路。当装置发生故障时，立即发出相应的声光信号。柜中设有
13、遥控、遥测、遥信出口，给无人值班变电站提供“三遥”信号。柜内闪光装置能配合普通信号灯或发光管信号灯，可由用户自由选择。1.2 交流自用电系统1.2.1交流电源系统在牵引变电所中，交流自用电主要用作主变压器、蓄电池室的通风、室内外照明、移动油业务、设备检修以及直流系统的整流、蓄电池组充电设备的电源，当变电所实行集中控制或远动化时，还用作集控或远动装置的电源。交流电源系统主要由交流输入单元和交流输出单元两部分组成。（1）交流输入单元 基本电路简介交流输入单元在系统的作用是为系统提供正常工作的电源。通过下面对交流输入单元电路的探讨就可以更清楚的知道交流输入单元的工作原理。当然，在做进一步的探讨之前要
14、先阅读直流屏原理图。直流屏原理图如图1.1所示。图1.1 直流屏原理图从直流屏原理图中可以看出交流输入单元在电路上分成了两个部分：交流输入的主回路；和两路交流切换控制回路。主回路：交流输入电源通过直流柜内交流进线端子（1X）接进，经保险FU1FU6将交流输入主接触器KM3、KM4的主触头输入，通过电源开关1QFnQF，接入高频充电模块，控制充电机的工作运行。控制回路：经中间继电器KC3、KC4分别控制两路输入电源互为切换的主接触器KM3、KM4通过控制开关SA7、SA8，指示灯HL7、HL8构成一个典型的互锁控制电路，达到双交流输入自动切换，互为备用。 运行操作注意：新安装的直流系统在开始投运
15、及由于外部事故原因而引起的直流系统退出运行后又重新投入运行之前都应确认电源的额定电压和交流输入的相序。改变交流输入开关（SA7、SA8）的通和断的位置就可以进行交流电源的输入与切除。（2）交流输出单元本电源柜的交流输出单元由高频充电模块组成。 高频充电模块简介：充电模块由三相无源PFC和DC/AC两个功率部分组成。在两功率部分之外还有辅助电源以及输入输出检测保护电路。前三级无源PFC电路由输入EMI和无源PFC组成，用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正，使输入电路的功率因数大于0.92。后级的DC/AC电路由DC/AC变换器及其控制电路、整流滤波、输出EMI等部分组成，用以实现将前级整流
16、电源转换成电力操作系统要求的稳定的直流电压输出。辅助电源在输入无源PFC之后，DC/AC变换器之前，利用三相无源PFC的直流输出，产生控制电路所需的各路电源。输入检测电路实现输入过欠压、缺相等检测。DC/AC的检测保护电路包括输出电压电流的检测，散热器温度的检测等，所有这些信号用以DC/AC的控制和保护。 高频充电模块的自动控制方式是模块自动控制下，模块的输出电压，限流点，开关机均由微机监控进行控制，人工无法进行干预；模块连接系统在线工作，一般设置为自动控制方式。出厂时均已设置拨定好，用户一般不要随意改变。 充电模块的主要功能 （1）输入过压、欠压保护当输入电压大于4656V或小于3106V模
17、块保护，无直流输出，电压恢复到3256V4506V之间后，模块自动恢复工作。 （2）输出过压保护，欠压告警当输出电压大于2906V（110V系列的大于1464V）时模块保护，无直流输出，模块不能自动恢复，必须将模块断电重新上电。当输出电压小于1952V（110V系列的小于982V）时，模块告警有直流输出，电压恢复后，模块输出欠压告警消失。注：以上过欠压保护值是模块不在线独立工作时的标值，如模块与系统连接在线时，直流输出过欠压告警值由微机监控装置设置。 （3）短路回缩当模块输出短路时，输出电流不大于40%额定电流，短路因素排除后模块自动恢复正常输出。（4）缺相保护当输入三相电源缺相时，模块保护，
18、无直流输出（或限功率运行）。（5）过温保护模块的进风口被堵住或环境温度过高导致模块内部温度超过设定值，模块会过温保护，保护指示灯亮（黄色），模块无电压输出，当异常清除、温度恢复正常后，模块自动恢复为正常工作。过温保护点：805，恢复点605。（6）过流保护异常状态下，模块整流测出现过流，模块保护。模块不能自动恢复，必须将模块断电后重新上电。 模块背面的转接组件板：充电模块背面上的输入输出端采用一体化插头插座，插座与模块装在一起组成一体，抽头上装有小接线块组成一体为模块转接组板。每个模块配有一套转接组件板，该转接组件板可以热插拔，便于模块安装、维护和更换。注：模块在线工作中，热插拔时，必须严格时
19、间间隔。即同一充电模块带电情况下相邻两次插拔时间必须大于1分钟。均流接口用于多个模块联机到同一母线上输出相同电流以均分负载，均流度5%。通讯接口用于多个模块联机与微机监控仪并机的接口。1.2.2 逆变电源系统（1）逆变电源系统的特点是利用发电厂或变电站现有的直流屏，加装逆变电源组成专用不间断电源，比常规UPS有许多优势；输入反灌杂讯低，减少直流骚扰；最高新频SPWM模式设计，专用DSP控制，交直流完全电气隔离；使用专用电源集成管理模块和大功率IGBT，输出高精度的正弦波，逆变效率高，具有良好的EMI/EMC特性；具有友善的人机操作界面，提供输入防反/缓冲、短路、过载、过温、低压、过压等完善保护
20、功能；具有直流电池/直流屏管理维护功能，具有远程监管功能；LCD+LED液晶界面，提供RS232或RS485标准通讯接口和干结点输出；提供专业监控软件，可选配SNMP卡，实现远程网络监控；1K5K高频方案，具有体积小，重量轻，可靠性高等特点；4K30K可提供工频机方案，在线式设备，0切换时间。（2）逆变电源系统的机械尺寸见表1.2.表1.2 逆变电源系统的机械尺寸表机型48V电信专用110V铁路专用220V电力专用额定容量1KVA-10KVA1KVA-20KVA1KVA-10KVA机架式（1KVA-3KVA）宽高深（mm）482177480立式（1KVA-3KVA）宽高深（mm）306.460
21、1.7869.8（3） 逆变电源系统的技术特性和参数见表1.3.表1.3 逆变电源系统的技术特性和参数表机型48V电信专用110V铁路专用220V电力专用额定容量1KVA10KVA1KVA20KVA1KVA10KVA直流输入额定直流电压（Vdc）48V110V220V直流输入范围（Vdc）40V60V90V135V180V260V相对谐波含量（mV）40mV输入反灌相对不大于输入电流的1%宽频杂音电流交流输入交流输入范围单相：220V20% 三相：380V20%输入频率50Hz5%交流输出输出电压(Vac)220V1%输出频率(Hz)50Hz5%输出功率(PF)0.8动态特性负载从0-100%
22、突变时，响应时间40ms波形失真度(THD)30%相对谐波含量输入电压与负载电流为额定值时：6%传导干扰极限值0.15-0.2MHz时，准峰值78dB,平均值65dB 0.5-30MHz时，准峰值72dB,平均值60dB旁路转换时间(ms)0ms过载能力过载120%-150%时，20秒跳至旁路，自动恢复保护项目直流防反接、缓冲、过欠压；市电输入过欠压；输出过载、短路；过温等界面通讯接口人机界面LED+LCD通讯接口RS232或RS485干结点输出可选工作环境绝缘强度符合EN50081-1/EN55022噪音(1米)55dB环境温度()0-40相对湿度0-95%不结露相对海拔1500（4）输入直
23、流开机电压与工作范围见表1.4.表1.4 输入直流开机电压与工作范围表机型48V电信专用110V铁路专用220V电力专用额定电压48V110V220V直流开机电压（V）42-59.596-136192-272直流工作范围（V）40-59.591.5-136183-272直流低压报警（V）441012022电源柜的工作原理2.1直流工作原理简介直流馈出单元的工作原理见直流屏接线原理图（如图2.2）。从图中可以清楚的看出直流馈出单元是由母线、空气开关、报警开关节点、端子、指示灯等构成。通过这些器件形成两类电路：一是各个合闸馈出回路；另一是各个控制馈出回路。图2.1 接线端子图图2.2 直流屏接线原
24、理图其各个馈出回路的空气开关采用的为专用直流空气开关；直流馈出单元的接线端子见图2.1。2.2操作直流馈出单元的操作是通过各个馈出回路的直流空气开关的分与合来实现的。在分合的过程中与之对应的各个馈出回路的指示灯应做出相应的响应。当馈出回路出现跳闸(辅助开关动作) 后，辅助开关的复位可在消除跳闸原因之后，通过重新分合一下相应的馈出回路开关来实现。2.3 逆变电源的工作原理并联逆变电源系统是工作在在线式的并联逆变电源系统，系统有直流输入和交流输入。正常运行时，并联逆变模块将直流电压通过高频功率变换产生高品质的交流 正弦波电压，120个并联逆变模块可以通过灵活组合，构成需要的容量要求，构成n+1,，
25、n+m并联冗余系统，向负载供电。并联逆变智能化电源产品，采用了无主从控制方式的数字相位同步锁定技术，系统完全自主均流，可在线热插拔以增加或减少并机模块，实现（N+X）热插拔并联冗余。当某一模块故障，故障模块即自动退出，并发出报警，而剩余模块自动均分负载，系统照常运行。同时，市电作为备份的旁路电源，一旦需要设备检修和其它用途，静态开关模块不间断的将负载切换到市电上去。工作完毕，负载被不间断的切换到并联逆变模块上供电。逆变电源工作原理如图2.3所示。图2.3 逆变电源工作原理示意图2.4 蓄电池的充、放电原理2.4.1 放电原理蓄电池是一种能量转化的设备，充电时将电能变成化学能储存起来，放电时又将
26、化学能变成电能。当铅酸蓄电池与外电接通时，在蓄电池电动势作用下，将有电流流通，即蓄电池供给外电路电流，称为放电，如图2.4所示。图2.4 蓄电池放电示意图蓄电池在放电过程中，因电解液中硫酸分子的电离便有氢正离子（H+）和硫酸根负离子（SO4-）存在，在电场力作用下，它们分别移向正极和负极。这时在正、负极板上所发生的化学反应式为在正极上 PbO2 + 2H+ + H2SO4 + 2e- PbSO4 + 2H2O在负极上 Pb + SO4- PbSO4 + 2e-从以上放电时的化学反应式看出，随着铅酸蓄电池放电的进行，电解液中的硫酸逐渐减少，而水在逐渐增多，电解液的密度因而降低。若铅酸蓄电池以稳定
27、不变的电流进行连续放电，则其端电压变化情况如图2.5所示。图2.5 铅酸蓄电池放电时端电压变化曲线放电开始时，蓄电池端电压下降很快（曲线oa段），这是由于极板微孔内形成的水分骤增，使微孔内电解液密度骤减的缘故。至放电中期，极板微孔中的水分生成与极板外密度较高的电解液的渗入取得了动态平衡，而使微孔的电解液密度下降速度大为缓慢，故端电压的降低也变得缓慢（曲线ab段）。在放电末期，极板上的活性物质大部分已变为硫酸铅，由于硫酸铅的体积较大，在极板表面和微孔中形成的硫酸铅使极板微孔缩小，电解液渗入困难，因此在微孔中已稀释的电解液很难和容器中的电解液相互混合，所以蓄电池的电压下降很快（曲线bc段），至c点
28、放电便告终了。如继续放电。此时极板外的电解液几乎停止渗入极板活性物质微孔内部，微孔中电解液几乎都变为水，因此端电压急剧下降（曲线cd段），如在c点停止放电，则蓄电池的端电压立即回升，随着活性物质微孔中电解液的扩散，端电压将回升至2.1V左右（曲线ce段）。曲线中的c点为铅酸蓄电池端电压急剧下降的临界电压，称为终止电压。在此点应立即停止放电，以免影响蓄电池的寿命。铅酸蓄电池的端电压除随放电过程变化外，还与放电电流大小有关系。当蓄电池以大电流放电时，到达终止电压的时间短；若以小电流放电时，则到达终止电压的时间长。放电至终止电压的快慢叫做放电率。通常放电率都用时间表示，如10、8、5、3、1小时率等
29、，其中又以10小时率为正常放电率。以不同放电率放电时端电压的变化曲线如图2.6所示。图2.6 以不同放电率放电时端电压变化曲线从图2.5看出，铅酸蓄电池放电的终止电压，用大电流时低于1.8V；用小电流时应高于1.8V。这是因为用小电流放电时，硫酸铅在内部生成的晶粒较细，电解液的渗透也较顺利，电压下降较小，如不提高终止电压，仍放到1.8V时，将会放出超过额定容量很多的电量，成为深度过量放电，这样将会造成极板硫化，甚至弯曲断裂。一般情况下最好不用小于10小时率的小电流深度放电。铅酸蓄电池也不宜用过大的电流放电，但是在运行中允许以比正常放电大得多的电流放电，不过只能持续几秒钟的时间，否则将会造成极板
30、翘曲、臃肿而致损坏。在变电所中以蓄电池组为电源对断路器进行合闸操作即属于这种情况。2.4.2 充电原理蓄电池的充电是放电过程的逆过程，如图2.7所示。图2.7 蓄电池充示意图如果直流电源的电压大于蓄电池的电动势，则蓄电池中将有充电电流通过，其方向从正极板到负极板。在充电电流作用下，硫酸分解为2H+和SO4-，并与放电情况相反，它们分别移向负极板和正极板。这时在正、负极板上所发生的化学反应式为在正极上 PbSO4 + SO4- + 2H2O PbO2 + 2H2SO4 + 2e-在负极上 PbSO4 + 2H+ + 2e-Pb + H2SO4 从以上充电时的化学反应式看出，随着铅酸蓄电池充电的进
31、行，使正、负极板在放电后生成的活性恢复为原来的活性物质，并把外界的电能转变成化学能贮存起了来。同时电解液中的硫酸成分增加，水分减少，故密度增高。当以稳定的电流对蓄电池进行充电时，其端电压的变化如图2.8所示。图2.8 铅酸蓄电池的恒流充电时端电压变化曲线在充电初期，蓄电池的端电压升高很快（曲线oa段）。这是由于极板的活性物质还原为二氧化铅和绒状铅时，在微孔内形成的硫酸骤增还来不及向外扩散，因此电池电势增高，同时电池的电压降骤增，故端电压升高很快。至充电中期，由于活性物质微孔中硫酸密度增加的速度和向外扩散的速度渐趋平衡，故电动势增高变缓（曲线ab段）。在充电后期，极板表面上的硫酸铅以大部分还原为
32、二氧化铅和绒状铅，如继续充电，则电流使水大量分解，在两极板上便有很多气泡释放出来。此时，氢气泡聚集在负极板表面来不及释出，致使负极板被氢气（为不良导体）所包围，增加了内阻；同时正极板被氧气所包围，形成过氧化电极，提高了正极电位。由于蓄电池内阻增加和正极电位提高，所以端电压有又继续上升，一直达到2.5V2.6V（曲线bc段）。当达到曲线的cd段时，如仍继续充电，水的分解也趋饱和，这时只见电解液沸腾，而电压稳定在2.7V左右不变。此后无论怎样延长充电时间，蓄电池电压也不再增高。此时如停止充电，蓄电池端电压立即骤降至2.2V2.3V（如图中虚线所示），并且随着活性物质微孔内硫酸的逐渐扩散，使微孔中电
33、解液密度逐渐降低，直到极板内外浓度相等，达到端电压为2.6V左右的稳定状态。综合上述铅酸蓄电池的充放电过程，反应方程式可写为： 充 电 放 电（正极） （电解液） （负极） （正极） （负极）3 应用范围3.1直流电源的应用范围直流电源装置应用广泛，是供配电系统，特别是综合自动化系统必不可少的设备。直流电源装置主要应用于：微机控制电池电压检测器，直流电源微机监控系统，直流电源微机监控系统接口，电压异常继电器和自动调压控制器，闪光信号继电器和温度补偿控制器，直流绝缘继电器和自动电压检测器。3.2交流逆变系统的应用范围逆变电源主要用于三大方面：（1）邮电、铁道、电力系统；（2）电信程控交换机后台管
34、理系统；（3）对电源干扰敏感的供电场所。电力逆变电源是一种能将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电，供一般电器使用，是一种方便的电源转换器。电力逆变电源有着广泛的应用，它可用于各类交通工具，如汽车、各类舰船以及飞行器，在太阳能及风能发电领域，逆变器有着不可替代的作用。电力系统的可靠程度是电力系统和设备可靠、高效运行的保证，而电力控制系统必须具备安全可靠的控制电源。电力系统中为保证变电所的诸如后台机、分站RTU、通讯设备等能在交流电源停电后不间断工作，工程做法一般采用UPS电源作为主要解决方案，但UPS电源存在容量小、价格贵、故障率高、维护量大等不足，因此综合自动化变电所中可采用
35、电力正弦波逆变电源（下面简称电力逆变器）来代替常规不间断UPS电源，其优点如下： 降低了电力逆变器系统运行维护费用现运行的综合自动化变电所中，一般设后台监控微机，通讯设备大多为微波及光纤等，此类监控和通讯设备工作电源为交流电源，要做到不间断供电，以满足四遥要求，不同的设备须单独装设不间断电源（UPS）和蓄电池组。而变电所中装设逆变电源可直接利用所用直流电源系统的大容量蓄电池提供交流电源，比UPS供电方案节约了投资费用，避免了蓄电池组的重复投资，减少了维护工作量，降低了运行成本。 提高了电力逆变器供电可靠性变电所中装设的直流电源系统，可靠性高、寿命长，因此采用直流动力+逆变器方案，利用所用直流电
36、源系统的监控功能和逆变器的通讯功能可远方实时监视逆变电源的运行状态，解决了常规UPS电源的蓄电池容量小、无监控、容易出现蓄电池损坏又不能及时发现的问题。由于变电所直流电源系统蓄电池的大容量，电网断电后，设备的不间断供电时间大大延长，真正起到了保安电源的作用，提高了其供电可靠性。 提高了电力逆变器供电的安全性电力逆变器是新一代的DC/AC电源产品，输入为220V直流电，输出为220V、50Hz正弦波交流电，输入输出端完全与市电隔离，避免了市电波动对负载的影响，完全满足变电所分站RTU、通讯设备和微机等设备对工作电源的要求，而完全与市电隔离，还可避免雷电等过电压造成的电源板烧毁事故，提高了负载的安
37、全性。由于新一代DC/AC电力逆变器的超隔离输出，超强的抗干扰能力，强大的通讯功能，在农村综合自动化变电所中采用直流动力+逆变器方案，具有较好运行经济性、可靠性和安全性，真正实现无人值守对设备工作电源的监控要求。4 电源柜的安装与运前操作调试4.1 安装前的准备工作电源柜安装前的准备工作 （1）检查待安装直流电源柜产品的成套性按送货清单清点，出厂的直流电源柜产品的组成数量和备品、配件的规格和数量，应符合送货清单的规定。 （2）认真阅读产品的出厂文件，特别是使用说明书和电气原理图。 （3）开箱检查直流电源柜产品的外观，必要时，对构成柜体的金属部件（如门和侧面板）进行紧固和调试。 （4）检查柜内的
38、母线排、端子排及接线有无松动，必要时进行核对与紧固。 （5）对安装用具，特别安装电池用的扳手和电池组的连线进行绝缘处理应用绝缘胶布对扳手的手柄和电池组连线上暂时未联接的裸露的金属端头进行包裹，使之绝缘。 （6）切断直流电源柜上的所有开关，特别是电池保险和放电开关（安装在直流柜内，图上代号QF3、QF5、QF14、QF15、QF19、QF20）。 （7）分开2路交流输入的开关（安装在直流柜内，图上代号SA7、SA8）。 （8）检查并记录单只电池的端电压。 （9）安装用的工具和辅助材料，除随机配的扳手和保险取拔器外，还应准备一些必要的电工用工具和仪器以及辅助材料如：万用表、一字头和十字头起子、斜口
39、钳和尖口钳、扳手、尼龙扎带和绝缘胶布、一段软线。4.2 屏柜的安装要求设备有三面套组成，具体排列顺序为正视左起：1#直流屏、电池屏、2#直流屏；或1#直流屏、2#直流屏、电池屏（其中电池屏可独立安装）。设备安装应符合以下要求： （1）设备应安装在通风干燥的室内，与酸、碱等有害气体隔离，以防腐蚀电器元器件。设备前后门与墙和其它设备距离应大于800mm，以便于检修。设备就位，屏体固定，屏间连线正确。 （2）电池按厂家说明要求装于电池屏内，接线正确，电池电压应有正确指示，（3）接通YC电池电压检测器电源，检测器指示正常。 （3）将三相380V交流电源按相序接入1#、2#直流屏相应接线端子，应带双路交
40、流电源互投。注意：在安装和移动屏柜时，不得用力触及屏面的玻璃和屏柜上的电气元器件，以免造成损坏。屏柜柜内应按相关文件的规定置于规定的基础之上。4.3 设备运前操作与调试4.3.1 运前操作设备在启用前应作如下检查： （1）断开交直流开关，检查三相电压是否平衡，相位是否正确，接插件是否牢固。 （2）通电前应检查设备是否完好，元件、器件有无损坏，面板指示装置是否完好。 （3）装置中各类电位器出厂前均已按规范要求调整完毕，启用前不用改动。若有特殊需要，应按照说明书要求进行调节。在更换单元板时，必须断开交直流开关，安装牢固后，方可重新启动。4.3.2 调试电源柜安装完毕后，应按如下方法进行调试： （1
41、）检查电池组的电压和电池电压表及分组电池电压用万用表的DC1000V档测量直流柜内的电池端子。所测数据，极性应符合电池端子上的标记和接线端子图的规定，数值应等于未安装前所测单只电池电压之和。 （2）检查电池分组电池电压用万用表的DC20V档测量直流柜内电池检测端子。所测数据应付和分组内所有单只电池电压和。 （3）检查电池保险、母线合上电池保险（FU14,FU15，FU19，FU20），再任意合上一个馈出回路的开关，该回路指示灯应亮。说明电池回路、母线和该馈出回路正常工作。 （4）检查交流输入单元用万用表的AC750V档分别测量直流柜内的交流输入端子（1X）的线电压，同时注意确认相序。在确认所接
42、入的交流电源的电压等级和相序符合规定后，合上交流输入开关（SA7、SA8）后，交流指示灯HL7或HL8指示，说明交流输入单元正常，交流输入单元进入正常工作。（注：交流输入为两路，自动切换，互为备用，当一路工作时，HL7指示灯亮启，二路处于备用状态；当一路停电，二路有电时，自动切换至二路工作，一路指示灯HL7灭，二路指示灯HL8亮启）。 （5）检查高频充电模块，当交流输入正常工作后，将充电模块电源开关（1QF-nQF）合上，屏面上的电压表（电池）PV2、电流表PA3，PA2，应有相应的电压和电流的指示，显示充电电压或电流，说明充电模块工作正常。 （6）检查微机监控装置，合上微机电源开关SA6，微
43、机监控的液晶触摸显示屏应有显示，同时微机监控装置应有报警蜂鸣器的响声，当微机监控装置的液晶触摸显示屏有正常显示后，微机监控装置的报警蜂鸣器的响声应停止。表明微机监控装置和充电机进入正常工作。 （7）出回路单元此项检查最好在没有接馈出回路负载时进行，否则，在合上任一馈出回路开关之前，都应得到有关人员的同意。合上母线上所有馈出回路开关（QF11QF1n，QF21QF2n），与之对应的母线上的馈出回路工作指示灯（HL11HL1n ,HL21HL1n）应亮（双色灯由绿色转为红色）。说明母线馈出回路工作正常。 （8）检查直流系统接地监测和信号馈出功能此项检查亦最好在没有接馈出回路负载时进行，否则，在模拟
44、检查任一馈出回路的接地电阻之前，都应得到有关人员的同意。当母线上有电时，直流系统接地监测单元应进入正常工作，微机监控装置的液晶触摸显示屏有正常显示；当合上所有馈出回路开关后，任意在一个馈出回路的接线端子上对地串接一个小于设定报警值的电阻（本直流系统接地监测装置的报警参数已在出厂时设定完毕）。5 直流柜的接线与运行5.1 接线按屏的内外分，直流柜的接线可分为屏外接线、屏内接线两类。直流柜的屏内接线，在本产品出厂时已完成并通过检查，一般无须在安装现场进行。屏外接线按流向分，又可分为屏柜间控制与信号传递、电源输入和直流馈出这样三种联结类型。每种联结类型的每一根接线的具体联结端子和操作要求，要严格按照
45、系统的原理图和端子图的规定进行操作。但是在操作顺序上，可按先连接联结线的屏内端，再连接联结线的屏外端或先连接屏柜间控制与信号的传递连线；其次，连接电源输入线；再次，连接直流馈出回路连线的两个顺序进行（注意：在进行直流柜的接线之前，请再一次确认屏柜上的所有开关是在切断的位置）。5.2 直流柜的运行 （1）设备正常运行时，充电装置为恒压浮充运行方式，一方面保证正常直流负荷供电，另一方面满足电池浮充要求。使用时，宜使用1#充电机，带有两台充电机自动互投的装置。运行时，将1#充电机交直流开关投入后，验视电压、电流正确后，再将2# 充电机交直流开关也投入，一旦1#故障跳闸，2#自动投入。 （2）浮充进行时，每只电池的端电压应保持在13.4V13.6V之间，电池组电压表应保持241V245V之间。（3）充电装置输出电压应保证电池电压在规定范围内，过高过低都不符合要求。过低时，造成欠电压，影响使用；过高时，造成过充电，降低使用寿命（整定值为245V）。（4）调整控制母线调压器，可通过手动或自动操作开关来实现，使控制母线电
